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1、虚拟化与云计算 在国土信息监管平台中的 应用研究,2013级学生：那刚,4/23/2019,2,目录,存在的主要问题,1,采用虚拟化的新思路,2,采用云计算的新思路,3,国土信息平台建设介绍,4,信息监管平台效果展示,5,结束语,6,4/23/2019,3,存在的主要问题,打开影像数据怎么这么慢，没法出图,这个数据好像去年也用这个数据,网络怎么断了，过一会又好了,想要的功能太少了，我需要的没法统计,我觉得你现在就应该把这件事做好！,硬盘坏了，数据丢失了,4/23/2019,4,数据资料担忧（一）,1、单机服务器模式性能不足。 随着IT技术的飞速发展，日益增长的土地数据和更多用户，数据中心的软、
2、硬件资源得以极大的丰富。基于传统IT架构模式下的数据中心，各种问题不断暴露，传统的数据中心模式面临挑战。,4/23/2019,5,业务发展带来了巨大的挑战,数据资料担忧（二）,2、影像数据存储成本高 每年的影像数据分别存储到不同的服务器数据库中，其中大部分地区数据没有太大变化，造成大量重复数据，资源浪费 3、存储可靠性低 所有数据仅存在一台磁盘整列做了RIAD6，有两块磁盘坏后，数据没法恢复。,4/23/2019,6,数据资料担忧（三）,ArcGIS SDE + Oracle 相结合，构建基础的GIS系统平台 现行环境中通过终端应用进行访问GIS系统存在压力 现行系统无法满足需求，需要提升访问
3、速度,ArcGIS SDE + Oracle,访问速度慢，性能较差,4/23/2019,7,目录,存在的主要问题,1,采用虚拟化的新思路,2,采用云计算的新思路,3,国土信息平台建设介绍,4,信息监管平台效果展示,5,结束语,6,4/23/2019,8,虚拟化技术,虚拟化 虚拟化技术又称分区技术，它通过在硬件和软件之间添加虚拟中间层），可以在单一服务器上部署多个操作系统和应用。 虚拟化是一种资源分配方法，它通过软硬件分离的方式，将资源分配给最需要它们的工作负载，以达到资源重组、提升效率的目的。,4/23/2019,9,服务器虚拟化基本概念,OS,Drivers,APP,Hardware,无变化
4、,无变化,虚拟化硬件,虚拟机（Virtual Machine，简称VM），指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。,4/23/2019,10,虚拟化好处,构建先进的数据中心架构灵活、安全、高效,2019/4/23,Inspur group,X,+,+,4/23/2019,11,虚拟化的基本特征,硬件独立,可以在其他服务器上不加修改的运行虚拟机,兼容性,完全兼容标准的操作系统、硬件驱动和应用,隔离,每一个虚拟机都与同在一个服务器上的其他虚拟机相隔离,封装,虚拟机将整个系统，包括硬件配置、操作系以及应用等封装在文件里,4/23/2019,12,目录,存在的
5、主要问题,1,采用虚拟化的新思路,2,采用云计算的新思路,3,国土信息平台建设介绍,4,信息监管平台效果展示,5,结束语,6,4/23/2019,13,云计算争议？,云计算是不是单纯的概念炒作？,绝大多数有潜力的新型技术都要经历炒作周期，云计算也不例外. 目前云计算属于过热期. 能否到达成熟期的关键因素：云计算是否能具有产业变革能力。,4/23/2019,14,什么是云计算？,云，是下一代服务整合和交付方式的统称。 狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件）。 提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展
6、的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。 广义云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务。,4/23/2019,15,什么是云计算？,“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无需人为参与。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。 有人打了个比方：这就好比是从古老的单
7、台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。,4/23/2019,16,云计算基本特征,4/23/2019,17,云计算架构,云计算基础设施平台一般分为物理资源，资源虚拟化，管理，服务提供。,物理设施被虚拟化，提供一个灵活的资源池体提高资源利用率。管理层负责物理资源和虚拟资源池的管理、部署、监控、报警等。服务提供层组合管理层的功能提供某种形式的服务。,4/23/2019,18,云计算解决国土信息监管平台问题,超大规模的云计算平台提升国土信息监管平台性能 采用虚拟化技术降低平台
8、成本 资源化存储提升平台可靠性 强大的云端web化，移动化应用 强大的可扩展性提供用户更多的服务,4/23/2019,19,目录,存在的主要问题,1,采用虚拟化的新思路,2,采用云计算的新思路,3,国土信息平台建设介绍,4,信息监管平台效果展示,5,结束语,6,4/23/2019,20,总统设计架构,4/23/2019,21,规划院外网网络拓扑图,Internet,华为PTN,防火墙,AC无线控制器,POE交换机,流量与审计,交换机,1#,2#,3#,4#,5#,6#,7#,GSIRPRwifiF1,GSIRPRwifiF2,GSIRPRwifiF4,GSIRPRwifiF3 GUESTwif
9、i,GSIRPRwifiF5 GUESTwifi,GSIRPRwifiF6,GSIRPRwifiF7,光缆,单模跳线,双绞线,有线网络,Vlan12,Vlan13,Vlan14,Vlan15,Vlan16,Vlan17,GUESTwifi VLAN10,财务室,其他,4/23/2019,22,数据机房网络拓扑,DPX A5 核心交换机,IPS入侵检测,1#7#楼各科室办公室,网络机房,服务机房,硬件环境介绍,4/23/2019,23,软件环境介绍,4/23/2019,24,数据组织结构,数据,矢量数据,影像数据,土地利用,土地规划,土地监测,二调影像,2010影像,2011影像,201X影像,
10、属性数据,4/23/2019,25,应用到的主要技术,FME ArcGis catalog 镶嵌数据集,Oracle 11g R2 Rac Win 共享文件系统,4/23/2019,26,数据整理和数据存储,FME：通过提供在转换过程中重构数据的功能,实现了超过250种不同空间数据格式(模型)之间的转换。 镶嵌数据集：（Mosaic Dataset）是ArcGIS 10推出的管理栅格数据的影像新技术。 Oracle 11g R2 Rac Oracle RAC在Oracle RAC环境下，Oracle集成提供了集群软件和存储管理软件，为用户降低了应用成本。 优点：(1)多节点负载均衡; (2)提
11、供高可用：故障容错和无缝切换功能，将硬件和软件错误造成的影响最小化; (3)通过并行执行技术提高事务响应时间-通常用于数据分析系统; (4)通过横向扩展提高每秒交易数和连接数-通常对于联机事务系统; (5)节约硬件成本，可以用多个廉价PC服务器代替昂贵的小型机或大型机，同时节约相应维护成本; (6)可扩展性好，可以方便添加删除节点，扩展硬件资源。,4/23/2019,27,数据发布,ArcGis Server 集群技术：采用集群技术构建服务器，在一定程度上解决了BS架构应用系统并发访问支持较弱的问题，同时利用集群的失效接管或轮询等机制，可以提高服务器端的稳定性和可用性这些都为高性能GIS服务器
12、的搭建提供了技术保障 切片缓存技术：面对前所未有的海量数据,使用传统的WebGIS方式直接将整幅影像发布到网上实现信息的网络发布与共享不现实。一方面,服务器实时动态地渲染生成大范围的图片,和对全省范围内的并发访问的控制十分耗费系统资源;另一方面,由于客户端地图访问窗口的范围限制,每次能浏览的数据区域很有限,也无须一次传给用户过大的图像范围,增加服务器和网络负担。在此背景下,使用地图预生成技术建立全国二调影像数据的瓦片金字塔,快速提取用户需求的范围和分辨率的数据,是理想的影像数据组织方式。,4/23/2019,28,虚拟化云计算应用（一）,应用级别采用相应的技术，提升应用系统本身的吞吐量以及处理
13、能力，例如对元数据进行瓦片化处理，ArcGIS SDE上进行图元的内存缓存处理。 采用服务器虚拟化，提升ArcGIS服务器的高可靠性，确保ArcGIS SDE实例能持续稳定的运行 采用服务器虚拟化技术，为ArcGIS服务器的扩容（CPU、内存）提供支持，方便进行线上扩容，降低维护宕机时间 采用服务器虚拟化技术提供的负载均衡组件，将请求压力分发到多个ArcGIS实例，确保每个ArcGIS实例的处理能力允许前提下得到最好的响应速度。 数据库直连共享存储，保障数据库的数据存储速度，提升整体数据读取效率。,4/23/2019,29,虚拟化云计算应用（二）,多ArcGIS分担业务负载 基于虚拟化技术弹性
14、扩展 虚拟化提供负载均衡组件支撑 基于FC共享存储的ArcGIS实例高可靠性保障 基于池化资源的ArcGIS实例资源分配,负载均衡组件,ArcGIS实例群,Oracle实例,FC存储,4/23/2019,30,虚拟化云计算应用（三）,Oracle Server,ArcGIS SDE实例,虚拟化负载均衡组件,DELL M3600F,DELL M620,DPX深度业务交换网关,FC交换机,FC交换机,4/23/2019,31,目录,存在的主要问题,1,采用虚拟化的新思路,2,采用云计算的新思路,3,国土信息平台建设介绍,4,信息监管平台效果展示,5,结束语,6,4/23/2019,32,虚拟化机,
15、4/23/2019,33,4/23/2019,34,中川机场矢量数据查询,4/23/2019,35,甘肃省影像地图,4/23/2019,36,2009年兰大影像,4/23/2019,37,2012年兰大影像,4/23/2019,38,2013年兰大影像数据,4/23/2019,39,目录,存在的主要问题,1,采用虚拟化的新思路,2,采用云计算的新思路,3,国土信息平台建设介绍,4,信息监管平台效果展示,5,结束语,6,4/23/2019,40,我国国土资源信息化建设正经历着质的飞跃，随着大数据时代的到来，虚拟化云计算对国土信息监管平台建设的推动欲加强烈。因此，本课题引入虚拟化云计算技术结合GIS平台，提升了国土信息监管平台的整体性能，具有很好的应用价值。,结束语,
